Buck-Boost变换电路的拓扑结构如图3-8所示，分别由以占空比D₁工作的开关管Q、快速恢复二极管VD、电感L和电容C组成，Buck-Boost变换电路的作用是把输入直流平均电压U_IN转换成输出直流平均电压U_O，并且输出电压U_O可低于（也可以高于）输入电压U_IN，因此称为降压-升压式（Buck-Boost）变换电路，又因为输入与输出之间没有隔离措施，所以也属于非隔离型变换电路^[2]。

图3-8 Buck-Boost变换电路的拓扑结构

Buck-Boost变换电路的工作过程如图3-9所示，设D₁为开关管导通时间占空比，D₂为二极管导通时间占空比，T_S为开关周期。当开关管Q导通时，电路的工作状态如图3-9a所示，电流I_IN与流过电感L的电流I_L相等，且电感电流I_L的大小处在线性增加的状态，电感L储能，其电压极性为上正下负；负载R上流过的电流为I_O，其两端的输出电压为U_O，其电压极性为上负下正。此时二极管VD的两端承受反向电 压，电 容C处 在 放 电状态。

图3-9 Buck-Boost变换电路的工作过程

a）开关管导通时的等效电路 b）开关管关断时的等效电路

在经过时间D₁T_S后（D₁T_S为开关管导通时间），开关管断开，其电路的工作状态如图3-9b所示。此时电感L为了保持其电感电流I_L不变，将改变其两端的电压极性，从而二极管VD将承受正向偏压而导通（二极管导通时间占空比用D₂表示），该电压作用在负载两端，并向电容充电，以便开关管再次截止时通过电容C向负载提供能量。此时负载R两端的电压极性仍然不变（上负下正）。

在这个电路中，开关管的开通与关断，输出电压U_O始终与输入电压U_IN的极性相反，因此也称反相型变换电路，其电感电流和电感电压的工作波形如图3-10所示。根据电感电流可以把Buck-Boost变换电路的工作状态分为两种模式：电感电流连续工作模式和电感电流不连续工作模式。

图3-10 Buck-Boost变换电路的电感电流和电感电压的工作波形

a）电感电流连续 b）电感电流不连续

如前所述，如果开关管的关断时间与二极管的导通时间相等，即D₁+D₂=1，此时电感电流工作在连续工作模式下；当电感较小、负载较大或者是周期T_S较大时，将出现电感电流已经下降为零，但是新的周期却还没有开始的情况，此时开关管的关断时间大于二极管的导通时间，即D₁+D₂＜1，这便是电感电流不连续工作模式。(www.daowen.com)

当开关管导通时，电感电流I_L将线性上升，其增量为

当开关管关断后二极管导通时，电感电流I_L将线性下降，其增量为

在稳态时，这两个电流增量的绝对值应该相等，即|ΔI_L1|=|ΔI_L2|，所以有

整理可得输出电压U_O和输入电压U_IN的关系为

所以，当电感电流工作在连续工作模式时，D₁+D₂=1，此时有

由以上分析可知，Buck-Boost变换电路工作在电感电流连续工作模式时，其输出电压高于还是低于输入电压，由占空比的值来决定：当D₁＜0.5时，U_O＜U_IN，为降压（Buck）模式；当D₁=0.5时，U_O=U_IN；当D₁＞0.5时，U_O＞U_IN，为升压（Boost）模式。因此，我们称其为降压 升压式（Buck Boost）变换电路。